(57)【要約】【課題】  集積回路チップの光起電力による誤作動を容易かつ完全に防止しするとともに、熱による集積回路チップの不具合を防止することにより信頼性の優れた投射型表示装置を提供する。【解決手段】  光源２と光源２の光を変調する光変調装置２２と光変調装置２２により変調された光を投射する投射装置とを備えた投射型表示装置であって、光変調装置２２が光変調を行う本体部３５と本体部３５を制御する集積回路チップ３４と本体部３５を支持する枠体４１とを備え、枠体４１が集積回路チップ３４を覆うように配置されていることを特徴とする。【選択図】  図２
2005055662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源の光を変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備えた投射型表示装置であって、
前記光変調装置が、前記光変調を行う本体部と、該本体部を制御する集積回路チップと、前記本体部を支持する枠体と、を備え、
前記枠体が前記集積回路チップに照射される光を遮光するように形成されていることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記枠体が、前記本体部を挟持する一対の板体から構成され、
前記一対の板体のうち、少なくとも前記光源側に位置する板体が、前記集積回路チップを遮光する位置まで延在していることを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記枠体は金属からなることを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記光変調装置が、可撓性基板上に前記集積回路チップを実装したＣＯＦ基板を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、解像度が高く、低消費電力でかつ薄型の表示装置の要求が高まり、研究開発が進められている。表示装置の一形態として、液晶ライトバルブ等の光変調装置を用いた光学系から射出される映像を投射レンズを通してスクリーンに拡大投射する投射型表示装置（液晶プロジェクタ）が知られている。前記光変調装置としては、液晶ライトバルブの他、デジタルミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ,以下、ＤＭＤと略記する）（登録商標）も実用化されている。
【０００３】
ところで、上記のような投射型表示装置の光変調装置として用いられる液晶ライトバルブ等のなかには、液晶ライトバルブに液晶駆動用の集積回路チップを実装し、より高精細な映像を実現しているものもある。しかしながら、この集積回路チップの能動面に光が照射されると、集積回路チップが光起電力で誤作動を起こし、表示画像に不具合を起こす可能性があった。そのため、光を遮る遮光用パターンを設けるなどして集積回路チップに光を照射させない技術が開示されている（例えば特許文献１。）。
【特許文献１】特開２００１−１５４２１６号公報  （第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来の投射型表示装置においては、集積回路チップの能動面に光を照射させないように遮光用パターンを設けて、光起電力による集積回路チップの誤作動を防止していた。しかしながら、遮光用パターンを設ける工程を追加する必要があるため、容易に行いにくかったという問題があった。
それと同時に、集積回路チップを実装する際の集積回路チップと遮光用パターンとの相対位置ズレにより集積回路チップの能動面に光が当たってしまい誤作動が起きる恐れがあるという問題があった。
【０００５】
また、投射型表示装置の光源からの光が液晶ライトバルブに当たり、液晶ライトバルブとともに集積回路チップの温度が上昇して、集積回路チップが高温のため誤作動を起こす恐れがあるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、集積回路チップの光起電力による誤作動を容易かつ完全に防止しするとともに、熱による集積回路チップの不具合を防止することにより信頼性の優れた投射型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の投射型表示装置は、光源と、該光源の光を変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備えた投射型表示装置であって、前記光変調装置が、前記光変調を行う本体部と、該本体部を制御する集積回路チップと、前記本体部を支持する枠体と、を備え、前記枠体が前記集積回路チップに照射される光を遮光するように形成されていることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、本発明の投射型表示装置は、枠体が集積回路チップに照射される光を遮光するように形成されているため、光源からの光を枠体が遮光して集積回路チップに上記光が照射されるのを防止することができる。集積回路チップに上記光が照射されないため、光起電力による集積回路チップの誤作動も起きず、信頼性の優れた投射型表示装置とすることができる。さらに、枠体で本体部を支持するだけで同時に集積回路チップの遮光がなされるため、容易に集積回路チップの誤作動を防止でき、信頼性の優れた投射型表示装置とすることができる。
また、集積回路チップに上記光が直接照射しないため、集積回路チップの温度上昇が抑えられ、熱による集積回路チップの誤作動を防止でき、信頼性の優れた投射型表示装置とすることができる。
【０００９】
上記の構成を実現するために、より具体的には、枠体が本体部を挟持する一対の板体から構成され、一対の板体のうち、少なくとも光源側に位置する板体が集積回路チップを遮光する位置まで延在することが望ましい。
この構成によれば、集積回路チップに照射される光をより確実に遮光することができるので、光起電力および熱による集積回路チップの誤作動をより確実に防止でき、信頼性の優れた投射型表示装置とすることができる。
【００１０】
上記の構成を実現するために、より具体的には、枠体は金属からなることが望ましい。
この構成によれば、枠体が金属から形成されているため、熱伝導性がよく、光源の光が当たって発生した熱を素早く周囲に放熱することができる。
枠体に用いられる金属としては熱伝導率が高い金属、例えばマグネシウムを例示することができる。
【００１１】
上記の構成を実現するために、より具体的には、光変調装置が可撓性基板上に集積回路チップを実装したＣＯＦ基板を備えてもよい。
この構成によれば、集積回路チップが可撓性基板上に実装されているので、光源の光が直接照射される光変調装置の本体部に集積回路チップが実装されている場合に比べて、上記光の照射強度の弱い領域に集積回路チップを配置することができる。そのため、集積回路チップに照射される光の強度が弱くなり、集積回路チップの誤動作が生じ難くなる。
なお、上記ＣＯＦ基板とは、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｆｉｌｍ／Ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ）技術を用いて集積回路チップを可撓性の基板上に実装したものであり、一般的には、層間に配線が形成された積層基板の一方の基板に開口領域を設け、該開口領域内に延出した配線に上記集積回路チップを実装したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図１から図５を参照して説明する。
図１は、本実施形態の投射型表示装置を示す概略構成図、図２は本投射型表示装置の側面構成図、図３は図１及び図２に示す液晶ライトバルブ２２の斜視構成図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態の投射型表示装置は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブ２２〜２４を備えた３板式の投射型カラー表示装置であり、光源２，フライアイレンズ３，４，偏光変換装置４ｄを有する照明装置１と、ダイクロイックミラー１３，１４，反射ミラー１５〜１７，レンズ１８〜２０，液晶ライトバルブ２２〜２４，クロスダイクロイックプリズム２５を有する色分離合成系３０と、投射レンズ２６を有する投射光学系４０とを備えて構成されている。
【００１４】
光源２は高圧水銀ランプ或いはメタルハライドランプ等のランプ７と、ランプ７の光を反射するリフレクタ８とを備えて構成されている。また、光源光Ｌの照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ（光変調装置）２２，２３，２４において均一化させるための均一照明手段として、光源２側から第１フライアイレンズ３、第２フライアイレンズ４が順次設置されている。各フライアイレンズ３，４は、複数（本実施形態では例えば６×８個）のレンズ９，１０から構成されている。そして、光源２から射出された光Ｌは、フライアイレンズ３，４によって被照明領域である液晶ライトバルブ２２〜２４において照度分布を均一化されるようになっている。
【００１５】
偏光変換装置４ｄは、均一照明手段側に設けられた偏光ビームスプリッタアレイ（ＰＢＳアレイ）と、ＰＢＳアレイによって反射された偏光の偏光方向を変換する１／２波長板アレイとから構成され、光源光の光強度を損なうことなく光の偏光方向を一方向に揃えるようになっている。
【００１６】
ダイクロイックミラー１３、１４は、例えばガラス表面に誘電体多層膜を積層したもので、所定の色光を選択的に反射し、それ以外の波長の光を透過するようになっている。すなわち、青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１３は、光源２からの光束のうちの赤色光ＬＲを透過させるとともに、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを反射するようになっている。また、緑色光反射のダイクロイックミラー１４は、ダイクロイックミラー１３で反射された青色光ＬＢと緑色光ＬＧの内、青色光ＬＢを透過し緑色光ＬＧを反射するようになっている。
【００１７】
これにより、照明装置１から入射された光Ｌのうち、赤色光ＬＲはダイクロイックミラー１３を透過した後、反射ミラー１７で反射され、赤色光用ライトバルブ２２に入射される。緑色光ＬＧはダイクロイックミラー１４に反射されて緑色光用ライトバルブ２３に入射される。青色光ＬＢはダイクロイックミラー１４を透過した後、リレーレンズ１８、反射ミラー１５、リレーレンズ１９、反射ミラー１６、リレーレンズ２０からなるリレー系２１を経て、青色光用ライトバルブ２４に入射されるようになっている。
【００１８】
液晶ライトバルブ２２〜２４は、本実施形態の場合、アクティブマトリクス型の透過型液晶ライトバルブとして構成されており、信号処理された画像信号に基づいて後述の駆動回路により駆動されるようになっている。そして、各ライトバルブ２２〜２４で変調された色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、クロスダイクロイックプリズム２５に入射されるようになっている。
クロスダイクロイックプリズム２５は、直角プリズムが貼り合わされた構造となっており、その内面に赤色光ＬＲを反射するミラー面と青色光ＬＢを反射するミラー面とが十字状に形成されている。そして、三つの色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢがこれらのミラー面によって合成されてカラー画像を表す光が形成された後、投射レンズ（投射装置）２６によりスクリーン２７上に拡大投射されるようになっている。
【００１９】
次に、図２に示す側面構成をみると、光源２から出射された光Ｌから色分離された色光ＬＲが、液晶ライトバルブ２２に入射して変調され、クロスダイクロイックプリズム２５により他の色光と合成されるようになっている。本実施形態では、図２に示すように、液晶ライトバルブ２２が、液晶パネル（本体部）３５と、この液晶パネル３５の一方の基板に接続されたＣＯＦ基板３２と、液晶パネル３５およびＣＯＦ基板３２の一部を覆うフレーム（枠体）４１を備えて構成されている。ＣＯＦ基板３２は、フィルム基板（可撓性基板）３３と、その一面側に実装されたドライバＩＣ（集積回路チップ）３４とを備えている。
【００２０】
図３は、図２に示す液晶ライトバルブ２２の斜視構成図である。
本実施形態に係る液晶パネル３５は、互いに対向して配置された素子基板３５ａと対向基板３５ｂとの間に液晶層を挟持しており、前記両基板３５ａ、３５ｂが平面的に重なる領域に表示領域である画素部３９が形成されている。画素部３９は、平面視マトリクス状に配列された複数の画素を有している。素子基板３５ａの周縁部には、２つの駆動回路３７，３８が実装されており、一方の駆動回路３７は、その近傍に形成された複数の接続部３６と電気的に接続されている。
【００２１】
ＣＯＦ基板３２は、フィルム基板３３と、その一面側（図示裏面側）に実装されたドライバＩＣ３４とを備えており、このドライバＩＣ３４が実装された側の基板面縁端部に、前記ドライバＩＣ３４と駆動回路３７とを接続するための端子が設けられ、素子基板３５ａ側の端子と接続されて接続部３６を形成している。すなわち、ドライバＩＣ３４と駆動回路３７とが、接続部３６を介して電気的に接続されている。本実施形態の場合、上記ドライバＩＣ３４と、ＣＯＦ基板３３の端子（接続部３６）とが、フィルム基板３３の同一面側に設けられているので、ＣＯＦ基板３３として片面実装型のＣＯＦ基板を用いることができる。
【００２２】
フレーム４１は、互いに対向して配置されたマグネシウムからなるフレーム板（板体）４１ａ、４１ｂから構成され、フレーム板４１ａ、４１ｂにより液晶パネル３５を挟持している。フレーム板４１ａ、４１ｂは、液晶パネル３５の素子基板３５ａと対向基板３５ｂとを覆うとともに、ＣＯＦ基板３３に実装されたドライバＩＣ３４も覆う大きさに形成されている。また、フレーム板４１ａ、４１ｂには、液晶パネル３５の表示領域である画素部３９に対応した位置に開口部４２が形成されているとともに、ＣＯＦ基板３３をフレーム４１の外部に引き出す引き出し口を構成する凹部４３が形成されている。なお、フレーム４１を形成する材料としては、上述したマグネシウムの他に熱伝導率の高い金属を使用してもよい。
【００２３】
本実施形態の投射型表示装置では、図２に示すように、ＣＯＦ基板３２に実装されたドライバＩＣ３４が、フレーム４１に覆われている。このような構成により、能動面３４ａはフレーム４１により光源２の光から保護され、能動面３４ａに光が照射することで発生する光起電力によるドライバＩＣ３４の誤動作を効果的に防止できるようになっている。
またフレーム４１により、ドライバＩＣ３４に光源２の光が直接照射されないので、ドライバＩＣ３４の温度上昇が抑えられ、この熱によるドライバＩＣ３４の誤作動を防止できるようになっている。さらに、光源２に照射されフレーム４１の照射面に発生した熱は、熱伝導により拡散され周囲に放熱されるので、ドライバＩＣ３４の誤作動を防止できるようになっている。
【００２４】
なお、上記ドライバＩＣ３４の能動面３４ａは、半導体基板に素子が形成されている面を指し、パッケージ化されたチップの形態では、通常パッケージの実装面側に能動面が形成されている。プリント基板に集積回路チップを実装する場合には、プリント基板が遮光部材として機能するので光照射による不具合は生じ難いが、ＣＯＦ基板３２の場合には、透光性のフィルム基板に実装されることもあるため、ドライバＩＣ３４と光源２との配置によっては集積回路チップの素子誤動作が生じるおそれがある。
しかしながら、本発明ではフレーム４１の配置が前記のように規定されているので、透光性のフィルム基板３３上にドライバＩＣ３４が実装されていても光源２の光による誤動作の生じない、信頼性に優れた投射型表示装置となっている。
【００２５】
本実施形態の投射型表示装置では、光変調装置である液晶ライトバルブ２２が、可撓性のフィルム基板３３上にドライバＩＣ３４を実装した構成とされている。この構成により、光源２の光が直接照射される液晶パネル３５の素子基板３５ａにドライバＩＣ３４が実装されている場合に比べて、上記光の照射強度の弱い領域にドライバＩＣ３４を配置することができる。そのため、ドライバＩＣ３４に照射される光の強度が弱くなり、ドライバＩＣ３４の誤動作が生じ難くなり、信頼性に優れた投射型表示装置となる。
【００２６】
また、上述した構成にしたことにより、液晶パネル３５の素子基板３５ａ上に全ての駆動回路を実装する場合に比して、素子基板３５ａにおける回路の占有面積を縮減することができ、もって液晶パネル３５の小型化を実現することができる。また、液晶パネル３５の高精細化に伴い能力の向上が求められている駆動回路のうち、高い能力が必要な回路を主体としてドライバＩＣ３４を構成し、素子の能力が比較的低くても構わない回路を素子基板３５ａ上に実装する構成とすれば、高性能のドライバＩＣ３４の適用が容易であるとともに、液晶パネル３５の製造容易性を向上させることができ、結果として、高精細で、小型高性能の液晶ライトバルブ２２を低コストに製造することが可能になる。
【００２７】
また、駆動回路３７，３８を外付け駆動回路とした場合には、駆動回路と画素部の信号配線とを接続するために極めて多くの端子を素子基板３５ａに引き出す必要があり、小型化、高精細化された液晶パネルでは特に接続端子のピッチが狭くなって、外付け駆動回路と液晶パネルとの接続配線の形成が困難になる。これに対して、本実施形態の液晶ライトバルブ２２のように、ドライバＩＣ３４と内蔵の駆動回路３７とが協働して画素部３９の駆動を行うようにすることで、接続部３６の数を減らすことも可能になり、液晶パネル３５の小型化、高精細化に容易に対応することができる。
【００２８】
図４は液晶ライトバルブ２２の一構成例を示すブロック図である。
図３に示した液晶ライトバルブ２２に備えられたドライバＩＣ３４と、駆動回路３７，３８の具体的な構成としては、例えば図４に示すような機能を各回路に対して割り当てた構成が挙げられる。図４は、本実施形態に係る液晶ライトバルブの一構成例を示すブロック図であり、図４に示すように、液晶パネル３５に、マトリクス状に配列形成された複数の画素を含む画素部３９と、マルチプレクサ（駆動回路）３７と、Ｙドライバ（駆動回路）３８とがこの液晶パネル３５に設けられている。前記画素部３９は、スイッチング素子としてＴＦＴ素子を備えたアクティブマトリクス型の画素を備え、具体的には、互いに交差する向きにストライプ状に配設されたデータ線及び走査線と、それらの交差点近傍に形成されたＴＦＴ素子と、液晶を駆動する画素電極とを備えた構造とされている。上記データ線はマルチプレクサ３７に接続され、走査線はＹドライバ３８に接続されている。
また、液晶パネル３５に、信号線群５２を介して外部駆動回路であるドライバＩＣ３４が接続され、液晶パネル３５及びドライバＩＣ３４に、それらを制御するタイミング制御回路５１が接続されている。そして、画素部３９が、その周辺に設けられた駆動回路であるＹドライバ３８、マルチプレクサ３７、ドライバＩＣ３４、及びタイミング制御回路５１により駆動制御されるようになっている。
【００２９】
図４に示す画像データＤＡＴＡ、ラッチタイミング信号ＬＰ、シフトレジスタのスタート信号ＳＴ、データクロック信号ＣＬＸ、及び選択信号であるセレクト信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が、タイミング制御回路５１からドライバＩＣ３４に供給される。またタイミング制御回路５１から、液晶パネル３５へＹドライバのスタート信号ＤＹ、ラインのシフト信号ＣＬＹが供給される。ドライバＩＣ３４には、タイミング制御回路５１から入力された画像データＤＡＴＡの中から１つの画像信号を選択して出力するセレクタが備えられており、このセレクタは、シフトレジスタと、ラッチ回路と、ドライバ回路とが順列に接続された構成を備えている。
ドライバＩＣ３４は、タイミング制御回路５１から受け取った画像データＤＡＴＡをラッチ回路に入力するとともに、同時に供給されたセレクト信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に基づき、ラッチ回路に蓄積されている複数の画像データＤＡＴＡから、前記セレクト信号に対応する１つの画像データを選択し、信号線群５２を介してマルチプレクサ３７に出力する。一方、マルチプレクサ３７はドライバＩＣ３４から受け取った画像データＤＡＴＡを、上記セレクト信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と対応する画素列のデータ線に出力する。そして、前記データ線への出力に同期してＹドライバ３８から走査線に出力されるゲート信号により各行の画素のスイッチングが行われ、画像が表示されるようになっている。
【００３０】
上記構成によれば、ドライバＩＣ３４のセレクタに入力された複数の画像データＤＡＴＡを、３種類のセレクト信号のいずれかに対応させ、これらのセレクト信号を切替えながらセレクト信号に対応する画像データＤＡＴＡのみをマルチプレクサ３７に対して出力するので、画素列の信号線全てに対して画像データＤＡＴＡを出力する場合に比して液晶パネルと駆動回路とに接続された信号線群５２の本数を１／３に減らすことができるため、図３に示す接続部３６の数を減らすことができ、ＣＯＦ基板３３と液晶パネル３５との接続を容易なものとすることができる。また液晶パネル３５には、比較的簡素な構造のスイッチ回路を主体として構成されるマルチプレクサ３７のみを実装するようになっているので、液晶パネル３５における駆動回路の占有面積を低減でき、液晶パネル３５の小型化に極めて有利である。さらには、ドライバＩＣ３４が外付けとされているので、より高い能力のドライバＩＣを容易に適用でき、画素部３９の高精細化に容易に対応することが可能である。
【００３１】
図５（ａ）および図５（ｂ）は本発明における投射型表示装置の他の形態の構成図である。
上記実施の形態では、図２及び図３に示すように、端子部３６を構成するＣＯＦ基板３２側の端子が、ドライバＩＣ３４が実装された面に形成されている構成としたが、液晶ライトバルブ２２の仕様によっては、図５（ａ）に示すように、集積回路チップ３４が実装された面と、接続部３６を構成する端子が形成された面（図４参照）とが、互いに反対面とされたＣＯＦ基板３２′を用いてもよい。このような構成とすることで、集積回路チップ３４の能動面３４ａは光源２側と反対向きに配置され、集積回路チップ３４自身により効果的に遮光される。
あるいは、図２及び図３に示すように、端子部３６を構成するＣＯＦ基板３２側の端子が、ドライバＩＣ３４が実装された面に形成されている構成であって、図５（ｂ）に示すように、素子基板３５ａが光源２側に配置されてもよい。このような構成においても、集積回路チップ３４の能動面３４ａは光源２側と反対向きに配置され、集積回路チップ３４自身により効果的に遮光される。
【００３２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、ドライバＩＣ３４をＣＯＦ基板３２に実装するものに適応して説明したが、このドライバＩＣ３４をＣＯＦ基板３２に実装するものに限られることなく、ドライバＩＣ３４を素子基板３５ａ上に実装するＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）実装など、その他各種の実装形式に適応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である投射型表示装置の構成図である。
【図２】図２は、同、側面構成図である。
【図３】図３は、図２に示す液晶ライトバルブの斜視構成図である。
【図４】図４は、液晶ライトバルブの一構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の投射型表示装置の他の形態の構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
２・・・光源、  ２２、２３、２４・・・液晶ライトバルブ（光変調装置）、  ２６・・・投射レンズ（投射装置）、  ３３・・・フィルム基板（可撓性基板）、  ３４・・・ドライバＩＣ（集積回路チップ）、  ３５・・・液晶パネル（本体部）、  ４１・・・フレーム（枠体）、  ４１ａ、４１ｂ・・・フレーム板（板体）
【図１】
2005055662.tif 000003
【図２】
2005055662.tif 000004
【図３】
2005055662.tif 000005
【図４】
2005055662.tif 000006
【図５】
2005055662.tif 000007